package com.stephen.data.queue;

import java.util.Scanner;

/**
 * 数组模拟环形队列
 * 2020-01-29
 */
public class CircleArrayQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("测试数据模拟环形队列的案例");
        // 最大容量为3,实际可用的只有2个,因为有一个是空位
        CircleArray queue = new CircleArray(3);
        char key = ' ';
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        boolean loop = true;
        while (loop) {
            System.out.println("s(show),显示队列所有数据");
            System.out.println("a(add),添加数据到队列");
            System.out.println("g(get),从队列中获取数据");
            System.out.println("e(exit),退出队列");
            System.out.println("h(head),获取队列的头元素");
            key = scanner.next().charAt(0);
            switch (key) {
                case 's':
                    queue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("请输入一个数字");
                    int value = scanner.nextInt();
                    queue.addQueue(value);
                    break;
                case 'g':
                    try {
                        int val = queue.getQueue();
                        System.out.printf("从队列中获取的元素为[%d]\n",val);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':
                    try {
                        int head = queue.headQueue();
                        System.out.printf("队列的头元素为[%d]\n",head);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'e':
                    scanner.close();
                    loop = false;
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序退出----");
    }

}

class CircleArray {
    private int maxSize;
    // 队列头,指向队列第一个元素,初始值为0
    private int front;
    // 队列尾,指向队列最后一个元素的后一个位置,会空出一个位置,初始值为0
    private int rear;
    private int[] arr;

    public CircleArray (int arrMaxSize){
        maxSize = arrMaxSize;
        arr = new int[maxSize];
    }

    // 队列是否满
    public boolean isFull() {
        return (rear + 1) % maxSize == front;
    }

    // 队列是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return rear == front;
    }

    // 添加数据到队列
    public void addQueue(int value) {
        // 判断队列是否满
        if (isFull()) {
            System.out.println("队列满,不能加入数据");
            return;
        }
        // 直接将数据加入
        arr[rear] = value;
        // 将rear后移,需要取模,当指针到达数组最后一个位置时,跳到数组第一个位置
        rear = (rear + 1) % maxSize;
    }

    // 获取队列数据
    public int getQueue() {
        if(isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列为空,无数据--");
        }
        // front 是指向队列的第一个元素
        // 先把front 对应的值保留到一个临时变量
        // 将 front 后移,考虑取模
        // 将保存的临时变量返回
        int value = arr[front];
        front = (front + 1) % maxSize;
        return value;
    }

    // 显示队列的所有数据
    public void showQueue() {
        if(isEmpty()) {
            System.out.println("队列为空,没有数据---");
            return;
        }
        // 从 front开始遍历,总共遍历多少个元素,数组下标可能超过maxSize
        for (int i = front; i < front + size(); i++) {
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i % maxSize,arr[i % maxSize]);
        }
    }

    // 显示队列的头元素
    public int headQueue() {
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列为空,没有数据---");
        }
        return arr[front];
    }

    // 获取当前队列有效数据的个数
    public int size() {
        return (rear + maxSize - front) % maxSize;
    }

}
